(57)【要約】【課題】既存の巻上げ機の駆動機構周りをそのまま活用して、ロープを巻き取ることなく牽引駆動することができる合理的な構成のエンドレス型ウインチを提供する。【解決手段】外周にロープ溝３を有する巻ドラム２と、この巻ドラム２の前記ロープ溝３に巻き掛けられるロープ４０をそのロープ溝３への入り側と出側とで前記ロープ溝３に対してロープ４０の接触摩擦力が高まる状態に巻き付けられる位置に配される一対のロープ把持ガイドシーブ１５，１５と、そのロープ把持ガイドシーブ１５，１５の支持部材１７およびそれらを支持する支持フレーム３０とを具備し、前記巻ドラム２と支持フレーム３０は少なくとも二分割され、前記巻ドラム２の内径部を既存のウインチの巻胴５１を挟んで一体的に固着させるとともに、前記支持フレーム３０をその既存ウインチの巻胴５１を跨いで支持体に連結固定される構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にロープ溝を有する巻ドラムと、この巻ドラムの前記ロープ溝に巻き掛けられるロープをそのロープ溝への入り側と出側とで前記ロープ溝に対して接触摩擦力が高まる状態に巻き付けられる位置に配される一対のロープ把持ガイドシーブと、そのロープ把持ガイドシーブの支持部材およびそれらを支持する支持フレームとを具備し、前記巻ドラムと支持フレームは少なくとも二分割され、前記巻ドラムの内径部を既存のウインチの巻胴を挟んで一体的に固着させるとともに、前記支持フレームをその既存ウインチの巻胴を跨いで支持体に連結固定される構成であることを特徴とするエンドレス型ウインチ。
【請求項２】
前記巻ドラムは、その内径部に装着する既存ウインチの巻胴と回動不能に結合する係止部が形成され、分割部の両側にボルト締結部が設けられている構成である請求項１に記載のエンドレス型ウインチ。
【請求項３】
前記一対のロープ把持ガイドシーブは、その各支持軸から等しい距離離れた位置で基部を支持フレームに枢支されて搖動可能な支持部材にて支持され、案内するロープの出入り側でそれぞれ定置ガイドシーブによりロープをほぼ半周巻き掛けられるようにされている請求項１に記載のエンドレス型ウインチ。
【請求項４】
前記支持フレームは、前記巻ドラムの回転軸心に合致する孔部が設けられ、この孔部の内径にその巻ドラムの両側ボスに嵌合する軸受部が形成され、かつその巻ドラムの軸心線を通る面で分割されて、左右一組に形成されるフレーム部材を、間に巻ドラムやロープ把持ガイドシーブなどを介在させて複数のステーで結合される構成である請求項１に記載のエンドレス型ウインチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の巻上げ機（ウインチ）の駆動部を利用してロープを牽引駆動できるように構成されたエンドレス型ウインチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基礎工事として砂杭の構築作業を行うに際しては、オーガ掘削機を用いて地盤に対する杭構築孔の穿孔と孔掘削後に土砂を充填して砂杭を構築する操作を行っている。この砂杭構築の過程では、オーガを頻繁に上下させて充填している砂の密度を高める操作が必要であり、そのためにリーダに沿って支持されているオーガ軸の駆動装置を吊下げているワイヤロープ（以下、単にロープという）を引き上げ方向の駆動と下げ方向に操作するように前記駆動装置に繋いだロープの駆動とを、それぞれ別個の巻上げ機（ウインチ）によって運転している。したがって、掘削機には二台の巻上げ機を搭載して各ロープを巻取り・繰り出す操作ができるようにされている。
【０００３】
一方、ロープによって一つの物体を前後あるいは上下に移動させる操作をするのに用いられる巻上げ機（ウインチ）としては、例えば特許文献１または特許文献２によって知られるような１本のロープを１条の溝付きシーブ（ドラム）に巻掛けて牽引駆動できる形式のウインチがある。これら特許文献１または特許文献２により知られるウインチは、ドラムにロープを巻き取らせることなく牽引力が得られる構成とされているいわゆるエンドレス型のウインチである。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５２６９４号公報（図１，図４）
【特許文献２】特開２０００−２２９７８８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記オーガ掘削機におけるオーガ駆動装置を上下動させるには、二台の巻上げ機をベースマシンに搭載することになり、どうしてもそれら巻上げ機二台分として広い設置スペースを必要とする。そのため、他の機器を設置するのに余裕を持たせて巻上げ機を設置することが困難である。また、運転時にはその二台の巻上げ機を同調させて運転することになるので、個々に独立して運転される巻上げ機を同調させるには、かなりの熟練度が要求されるという問題点がある。
【０００６】
このようなことから、一軸複胴型の巻上げ機を使用することが考えられるが、この場合にはドラムに対するロープの巻付けを一方のドラムに対して他方のドラムを逆に巻付けるようにして駆動されることになるので、巻上げ機の駆動部に係る負荷が両ドラムで相反することになるから、構造上頑丈なものが要求され、高価なものとなる、という問題点がある。
【０００７】
そこで、前記特許文献１または２によって知られるようなエンドレス型のウインチを採用すれば１本のロープの両端部をオーガ駆動装置に繋いで、１台のウインチにて正逆転駆動させることにより上下動させることが可能になる。しかしながら、従来知られているこの種のウインチは、小型のものであるから、回転駆動部や制動機構がそのままの構成ではこの種過激な運転を行う作業機械に適用することが困難である。要するに、スケールアップするだけでは全体構造が過大になって、かえって設置スペースが大きくなるのみならずコストアップして実用化が困難である。
【０００８】
本発明では、このような問題点を解決するためになされたもので、既存の巻上げ機の駆動機構周りをそのまま活用して、ロープを巻き取ることなく牽引駆動することができる合理的な構成のエンドレス型ウインチを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のエンドレス型ウインチは、
外周にロープ溝を有する巻ドラムと、この巻ドラムの前記ロープ溝に巻き掛けられるロープをそのロープ溝への入り側と出側とで前記ロープ溝に対してロープの接触摩擦力が高まる状態に巻き付けられる位置に配される一対のロープ把持ガイドシーブと、そのロープ把持ガイドシーブの支持部材およびそれらを支持する支持フレームとを具備し、前記巻ドラムと支持フレームは少なくとも二分割され、前記巻ドラムの内径部を既存のウインチの巻胴を挟んで一体的に固着させるとともに、前記支持フレームをその既存ウインチの巻胴を跨いで支持体に連結固定される構成であることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１０】
前記発明において、前記巻ドラムは、その内径部に装着する既存ウインチの巻胴と回動不能に結合する係止部が形成され、分割部の両側にボルト締結部が設けられている構成であるのがよい（第２発明）。また、前記一対のロープ把持ガイドシーブは、その各支持軸から等しい距離離れた位置で基部を支持フレームに枢支されて搖動可能な支持部材にて支持されて、案内するロープの出入り側でそれぞれ定置ガイドシーブによりロープをほぼ半周巻き掛けられるようにされているのがよい（第３発明）。
【００１１】
さらに、前記第１発明において、前記支持フレームは、前記巻ドラムの回転軸心に合致する孔部が設けられ、この孔部の内径にその巻ドラムの両側ボスに嵌合する軸受部が形成され、かつその巻ドラムの軸心線を通る面で分割されて、左右一組に形成されるフレーム部材を、間に巻ドラムやロープ把持ガイドシーブなどを介在させて複数のステーで結合される構成であるのがよい（第４発明）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１本のロープを牽引駆動させるための巻きドラムの駆動手段として、既存のウインチの巻胴に装着固定できるように構成することで、ウインチとして必須の回転力と制動力とを既存ウインチが所有する機能をそのまま活用でき、例えばオーガ掘削機を用いる砂杭構築作業でのオーガの上下動操作をベースマシンに搭載されている一台の既設巻上げ機をそのまま活用して効率よく行うことができ、コストダウンを図ることができる。また、既存の巻上げ機に対して大幅な改造を行うことなく、組み付けて使用できるので、設置の占有スペースをほとんど考慮しなくてよいという利点がある。
【００１３】
また、既存の巻上げ機に対する本発明エンドレス型ウインチの組み付けは、巻ドラムおよび支持フレームが少なくとも二分割されて、既存巻上げ機の巻胴を挟むようにして組み付けて支持フレームを既存巻上げ機の支持構造部などに連結固定すれば、動力部を持たないウインチが既存巻上げ機の巻胴駆動力をそのまま流用して運転することができるという利点がある。
【００１４】
また、本発明エンドレス型ウインチでは、巻ドラムのロープ溝に巻掛けられるロープを、その出入り側で巻ドラムに対して一対のロープ把持ガイドシーブを有効な巻掛け範囲が確保できるように配するとともに、支持部材によって搖動可能に支持させ、かつ各ロープ把持ガイドシーブに対してロープの移動下流側（繰り出し側）で定置ガイドシーブによってほぼ半周にロープが接するようにすることで、前記巻ドラムのロープ溝とロープとの摩擦力が高められるようにして、ロープの駆動力（牽引力）を簡単な構成で確保できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明によるエンドレス型ウインチの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１には本実施形態のエンドレス型ウインチを一方の支持フレームを除いた状態で表わす正面図が示されている。図２には図１のＡ−Ａ線に沿った断面図（ａ）および図１のＢ−Ｂ視断面図（ｂ）が、図３には支持フレームの展開図が、図４には巻ドラムの分解図（ａ）とその要部拡大図（ｂ）および要部の断面図（ｃ）が、それぞれ示されている。
【００１７】
この実施形態のエンドレス型ウインチ１（以下、単にウインチ１という）は、駆動部を直接持たない構成のものであって、既存の巻上げ機（ウインチ、以下説明の都合上、巻上げ機という）５０の巻胴５１に外側から嵌め合わせてキー５２により一体的に結合されて回転力が与えられる巻ドラム２と、この巻ドラム２のボス部２′を基準として組み付けられる支持フレーム３０と、前記巻ドラム２に駆動されるロープ４０を巻掛けて牽引力を確保できるようにする一対のロープ把持ガイドシーブ１５，１５とその支持部材１７、および定置ガイドシーブ２０，２０とで構成されている。
【００１８】
巻ドラム２は、外周に一条のロープ溝３が形成された所要直径で、内径が装着する既存の巻上げ機５０の巻胴５１に外嵌する寸法にされ、軸心線を通って二部片２ａ，２ｂに分割されている。それら両部片２ａ，２ｂは両側面部で全体が正円形となるように、分割面４，４を突き合わせてボルト締結するように構成されている。また、この巻ドラム２のボス部２′外周には軸頸が形成され、後述する支持フレーム３０の軸受部（軸受部形成部材３３，３３の組合わせで形成される）と摺動自在にされている。そして、内周面５には相対向する位置でキー溝６，６が形成されている。なお、この巻きドラム２の内径は、動力を受けるために使用する既存の巻上げ機５０における巻胴５１の外径に合致する寸法に形成される。また、前記二分された部片２ａ，２ｂを結合するボルト締結箇所は、部片２ａ，２ｂの分割面４に近い位置で一部を抜き孔７，７に形成されて、この抜き孔７箇所で分割面４に直交する向きにあけられた締結ボルト孔８にスタッドボルト１０を挿通して二個のナット１１でもって締結するようにされている。こうすることによって、幅方向のスペースを広げることなく組立てられる。なお、前記軸頸部分には軸受リング９，９がそれぞれ分割されて付着されている。
【００１９】
ロープ把持ガイドシーブ１５は、二個一対として、ボス部１５ａから外周部に向かって幅狭くなるようにされ、その外周部にロープガイド溝１５ｂが形成され、側面視ブーメラン形をした支持部材１７の両先端部にて支持軸１６にて内設されるベアリング１５ｃにより回転自在に支持されている。前記支持部材１７は、その基部１７ａで支持フレーム３０の内面に付設された支持部３５，３５にて端部を支持される枢支軸１８にて回動自在に支持された二枚の部片にてなり、これら二部片で前記ロープ把持ガイドシーブ１５，１５を両側から保持している。なお、この支持部材１７は前記巻ドラム２の軸心を通る支持フレーム３０の中心線上に位置する前記枢支軸１８により支持される。その支持部材１７の先端部にて支持される両ロープ把持ガイドシーブ１５，１５は、前記巻ドラム２の外周に接近するようにして、対称に配されている。
【００２０】
また、前記ロープ把持ガイドシーブ１５，１５の巻ドラム２と反対の側には、定置ガイドシーブ２０，２０が支持フレーム３０の内面に取付く支持部３６,３６で両端部を受支される支持軸２１，２１により回転自在に支持されて設けてある。この定置ガイドシーブ２０の支持軸２１位置は、前記ロープ把持ガイドシーブ１５の支持軸１６の軸心よりも外側に位置するようにして、巻き掛けられるロープ４０がそのロープ把持ガイドシーブ１５に対してほぼ半周接触する状態に保持される位置関係とされている。
【００２１】
前記支持フレーム３０は、長方形に形成された所要肉厚の板部材二枚（厳密には二組）で形成され、所定の間隔で配置されるように、複数箇所でステー３４によって所定の間隔で並行して結合されるようになっている。そして、この実施形態では、図３に示されるように、片方のフレーム部材３１は長軸方向に延びる中心線位置で短軸方向に二分割されており、他方のフレーム部材３２は前記巻ドラム２の配置軸心ａを通る短軸方向の中心線位置で長軸方向に二分割されている。このようにされる両方のフレーム部材３１，３２は、前記ステー３４により複数箇所で相互に連結して、その両端のねじ部とナットにより締結することで一体化される。
【００２２】
このようにされる支持フレーム３０には、前述のように基準となる位置に巻ドラム２の両側のボス部２′が嵌って回転自在に支持する軸受部形成部材３３（説明の都合上、同一の符号３３を付している）が半割り状態でそれぞれに取付けられている。この軸受部形成部材３３の取付け状態は、図上縦長に分割されているフレーム部材３１ではそれに対応して左右に分割されており、短軸割されたフレーム部材３２ではそれに対応して上下に分割されている。なお、その軸受部形成部材３３は、いずれもフレーム部材３１，３２に設けられた巻ドラム２の支持位置孔部の周囲に沿わせて溶接もしくは複数のボルトにより固着されている。そして、この半割りされた軸受部形成部材３３はフレーム部材３１，３２を組立てると巻ドラム２の軸頸部分を支持するようになる。
【００２３】
また、前記支持フレーム３０の両フレーム部材３１，３２の内側面には、所定の位置に前述の支持部材１７の枢支軸１８を支持する支持部３５と両定置ガイドシーブ２０の支持軸２１を支持する支持部３６，３６とがそれぞれ付設されている。
【００２４】
また、このように構成される支持フレーム３０は、図示省略するが、その一方のフレーム部材３１（３２）または両方のフレーム部材３１，３２の外側面の適所に別途構造物と連結して固定されるようにするサポート部材の取付座もしくは取付金具が設けられ、サポート部材（図示せず）によって固定支持できるようにされている。
【００２５】
次に、このように構成されるウインチ１を組立てるには、既存の巻上げ機５０における巻胴５１の周面に、予めその直径方向に相反する位置でキー５２をそれぞれ軸線に並行するようにして固着しておく。このようにされた巻胴５１に対して、まず、図４（ａ）で示されるように分割された巻ドラム２の二部片２ａ，２ｂを、その内径周面５に形成されているキー溝６をそれぞれ前記巻胴５１の周面に設けられているキー５２，５２に係合させて取付ける。巻胴５１の外面を抱えるようにして外嵌させた巻ドラム２は、その分割面４，４を密接するようにして、図４（ｂ）で示されるように、両部片２ａ，２ｂの端部にそれぞれ形成されている抜き孔７，７箇所でスタッドボルト１０を締結ボルト孔８に挿入してそのスタッドボルト１０の両端部にナット１１を螺合して締結する。こうすることにより、巻ドラム２は巻胴５１と同心円上に固着される。
【００２６】
次いで、図５に本実施形態のウインチの組立構成説明図で示されるように、先に巻胴５１上に取付けられた巻ドラム２の両側のボス部２′，２′（軸頸）をそれぞれ基準にして、支持フレーム３０の両フレーム部材３１，３２を、それぞれに分割されている各部片の軸受部形成部材３３にて巻ドラム２の軸頸部を囲うように上下からあるいは左右からあてがって、ステー３４により所定の間隔をとって仮組立を行う。これとは別に、ロープ把持ガイドシーブ１５，１５を支持部材１７の先端部に支持軸１６によってそれぞれ支持させて組立てておく。このようにされたロープ把持ガイドシーブ１５，１５とその支持部材１７とは、その支持部材１７の基部１７ａを枢支軸１８にて支持されるようにして、前記支持フレーム３０の仮組立状態で上部位置の支持部３５，３５に枢支軸１８の両端部を嵌合させて組み込む。また、支持フレーム３０上部両側の支持部３６，３６に定置ガイドシーブ２０，２０をそれぞれ支持させた支持軸２１，２１の端部を挿入させて組み込むようにする。
【００２７】
こうして支持フレーム３０は、それぞれ二分割された一方の縦長のフレーム部材３２の両部片と他方の上下割りのフレーム部材３１とを、互いに複数のステー３４によって連結することにより、巻ドラム２を囲んで既存巻上げ機５０の巻胴５１上に、その巻上げ機５０を分解することなくウインチ１が組み付けられるのである。支持フレーム３０は、この状態で軸受部形成部材３３を巻ドラム２の軸頸部に取付く軸受リング９，９に被嵌した状態で支持されており、回転方向にフリーの状態にあるので、図示省略するがそのフレーム部材３１，３２のいずれか適所と既存ウインチ５０の固定構造部もしくは近傍にある固定構造部とをサポート部材によって連結することにより支持フレーム３０が固定される。
【００２８】
このように構成される本実施形態のウインチ１は、牽引するロープ４０を巻掛けるのに、一方の定置ガイドシーブ２０の外側からそれに隣接する一方のロープ把持ガイドシーブ１５の内側に巻き掛け、次いで巻ドラム２のロープ溝３に沿わせてほぼ一周弱巻き掛けて他方のロープ把持ガイドシーブ１５の内側からそれに隣接する他方の定置ガイドシーブ２０の外側に巡らせるようにして一端を牽引物に繋ぐようにする。こうして、既存の巻上げ機５０を運転してその巻胴５１を前記ロープ４０が牽引される方向に回転駆動させると、巻ドラム２は巻胴５１と一体的に取付けられているので、ともに回転してロープ溝３に巻き掛けられているロープ４０に牽引力が加えられる。
【００２９】
この巻ドラムの回転により牽引されるロープ４０には、前述のように、定置ガイドシーブ２０から巻ドラム２までの間でロープ把持ガイドシーブ１５によって牽引側（入り側）と繰り出し側（出側）でロープ４０がＳ字状およびＺ字状に屈曲されて緊張力が加えられ、巻ドラム２上のロープ溝３に対するロープ４０の巻き掛け範囲を最大限にすると同時に、そのロープ４０とロープ溝３との接触摩擦力が常時高められた状態を継続して維持するようにされるので、巻ドラム２の回転力をロープ４０に確実に伝達して所要の牽引駆動が行えるのである。なお、緊張力を付与するロープ把持ガイドシーブ１５，１５は、その支持部材１７が基部１７ａで枢支軸１８によって枢支され、搖動自在に支持されているので、運転時牽引駆動側のロープの緊張力で繰り出し側のロープ把持ガイドシーブ１５を巻ドラム２に引き寄せるようにして、ロープ４０の牽引力の低下を防止するようにされている。
【００３０】
本実施形態のウインチ１は、前述のように既存の巻上げ機の駆動力を利用できるように構成されているので、既存の巻上げ機に対して装着すれば、エンドレス型のウインチに変身させて使用することができる。
【００３１】
したがって、例えば図６に示されるように、基礎工事で使用されるオーガ掘削機６０におけるベースマシン６１上に搭載されている既設の巻上げ機をそのまま使用して、これに前述のようにして分解することなく本実施形態のエンドレス型ウインチ１を組み付ければ、リーダ６２に沿って昇降駆動させるオーガヘッド６３の駆動装置６４を吊下げるロープ４０の他端を、その駆動装置６４のケーシングの下部に接続することで、前記駆動装置６４を介在させてロープ４０をエンドレスに架設してオーガヘッド６３の昇降駆動を行わせることができる。このようなワイヤリングを行ってこのウインチ１でロープ４０の往復駆動を行うようにすれば、例えば砂杭の構築作業を実施するのに、従来は二台の巻上げ機（ウインチ）を駆動して作業を行っていたのを一台のウインチで実施可能になり、本来の巻上げ機の駆動並びに制動機能をそのまま利用して合理的にオーガ掘削機の運転操作が行える。したがって、作業効率も高まり合理化を図ることができるのである。なお、図中符号６５は、ロープ張力の調整装置である。
【００３２】
この実施形態のウインチ１は、既存の巻上げ機（ウインチ）の駆動機構をそのまま利用する構成で、前述のようにすることでその巻上げ機を分解することなく組立てられ、撤去する場合には、前述の組立要領の逆の操作を行うことで解体して既存巻上げ機の使用を可能にすることができる。したがって、在来の巻取り型のウインチをエンドレス型で使用するような必要が生じたならば、このウインチを組み付けることにより、簡単にエンドレスウインチに変換して使用することが可能になる。また、上記実施の形態では巻ドラムを１条のロープの駆動形式について記載しているが、必要に応じて２条以上のロープを取扱うことも可能である。なお、その場合は、巻ドラムへのロープ巻き付けに伴う緊張機能を発揮する構造部を対応する数付加するのが好ましい。
【００３３】
上述のように本発明のエンドレス型ウインチは、前記オーガ掘削機の運転に活用できるほか、既存のウインチとの組合せで、他の建設作業現場での機材の揚降作業、揚程の大きな工事（例えばケーブルクレーンによる荷役）などに採用できる。また、ウインチの支持フレームおよびガイドシーブなどの軸受部については、上記実施形態に限定されるものではなく、分解組立が容易な構造であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態のエンドレス型ウインチを一方の支持フレームを除いた状態で表わす正面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図（ａ）および図１のＢ−Ｂ視断面図（ｂ）
【図３】支持フレームの展開図
【図４】巻ドラムの分解図（ａ）とその要部拡大図（ｂ）および要部の断面図（ｃ）
【図５】本実施形態のウインチの組立構成説明図
【図６】オーガ掘削機に用いる一例を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１    ウインチ（エンドレス型ウインチ）
２    巻ドラム
２′  巻ドラムのボス部
３    巻ドラムのロープ溝
５    巻ドラムの内径の周面
６    キー溝
１５  ロープ把持ガイドシーブ
１７  支持部材
１８  枢支軸
２０  定置ガイドシーブ
３０  支持フレーム
３１，３２    フレーム部材
３３  軸受部形成部材
３４  ステー
３５，３６    支持部
４０  ロープ
５０  既存の巻上げ機（ウインチ）
５１  既存の巻上げ機の巻胴
【図１】
2005343609.tif 000003
【図２】
2005343609.tif 000004
【図３】
2005343609.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005343609.tif 000007
【図６】
2005343609.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2005343609.tif 000009